[发明专利]电机控制装置和电机控制方法

说明书

提供在控制模式切换时也能进行基于指令值的转矩控制、抑制切换时的转矩变动并且响应性优异的电机控制装置和电机控制方法。该电机控制装置(100)和电机控制方法在从正弦波控制模式向矩形波控制模式切换时，将正弦波控制模式时的最后的电压相位(θv)作为初始电压相位(θv1)输出到电压相位设定部(502)，并且一边进行基于电压相位(θv)的转矩控制一边使转移电压指令值|Va’|从正弦波控制模式时的最后的电压指令值|Va|连续地增加到矩形波形成电压值|Va1|。由此，生成的驱动信号(Su、Sv、Sw)能维持切换时的连续性，能进行转矩变动少的顺畅的控制模式的切换。

技术领域

本发明涉及抑制了在PM电机的控制中、特别是正弦波控制与矩形波控制切换时的转矩变动的电机控制装置和电机控制方法。

背景技术

电动机被用作许多家电或机械设备的动力源。其中，在转子侧设置永磁体并在定子侧设置电枢绕组、控制该电枢绕组的磁场从而使转子旋转的PM(Permanent Magnet)电机(永磁电机)由于不存在励磁损失，因此是低损失且高效率的，随着近年来的节能化的趋势在大型机械设备中也被大量应用。并且，作为该PM电机的控制方法，首先，基于从外部(系统的上位的控制部等)指示的转矩指令值和PM电机的当前的转矩T，生成三相电压指令值Vu、Vv、Vw，并且对该三相电压指令值Vu、Vv、Vw进行三角波比较而生成驱动信号Su、Sv、Sw。并且，这一般是利用通过该驱动信号Su、Sv、Sw使逆变器进行开关动作从而流过的3相交流的驱动电流Iu、Iv、Iw来进行的。另外，多是根据PM电机的运转状况切换正弦波控制和矩形波控制来进行该驱动信号Su、Sv、Sw的生成。在该控制方法中，一般在中/低速旋转的动作区域内通过使用电机效率高的正弦波图案的正弦波控制(PWM控制)进行动作控制，在高速旋转/高转矩的动作区域内通过使用输出电压高而能进行高输出的矩形波图案的矩形波控制进行动作控制。

在此，正弦波图案是指通过振幅的峰值不超过三角波的顶点的大小的三相电压指令值Vu、Vv、Vw的三角波比较而生成的驱动信号Su、Sv、Sw的图案。另外，矩形波图案是指三相电压指令值Vu、Vv、Vw分别在电角度的1个周期中与三角波交叉2次、Hi(高)期间和Low(低)期间在电角度的1个周期中各生成1次的驱动信号Su、Sv、Sw的图案。而且，在驱动信号Su、Sv、Sw的图案中有过调制图案，该过调制图案是通过比形成正弦波图案的振幅大、比形成矩形波图案的振幅小的三相电压指令值Vu、Vv、Vw生成的驱动信号Su、Sv、Sw的图案。

然而，在正弦波控制和矩形波控制中，即使是同一电压相位，矩形波控制与正弦波控制相比所输出的转矩也较大，通过简单的切换动作进行切换时也会发生转矩变动，这是不理想的。关于该问题，在下述[专利文献1]中，将切换时的正弦波的相位和振幅设定为切换初始值，另外将输出与切换时同等的转矩的矩形波的相位设定为切换目标值，并且将无限大的振幅设定为切换目标值，在进行控制模式的切换时，使电压波形的相位和振幅从切换初始值向切换目标值同时且连续地变更。然后，在电压波形成为了切换目标值时切换为矩形波控制，从而抑制切换时的转矩变动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平11-285288号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在[专利文献1]所记载的发明中，在从切换初始值向切换目标值的转移期间中无法进行基于指令值的转矩控制，因此在转移期间中有可能发生转矩变动。另外，在转移期间中转矩指令值发生了变化的情况下，有可能无法应对该转矩指令值的变化而在刚切换后发生转矩变动。另外，在转移期间中逆变器的电源电压或PM电机的旋转速度发生了变化的情况下，也有可能无法应对这些变化而在转移期间中发生转矩变动。而且，有在转移期间中无法再次切换因此响应性不良的问题。